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3D打印在骨科領域 實現了個性化醫療的首次突破

raybet雷竞技公司 XIN HEALTH 編輯團隊 2021-03-23 10:44:27 發布

2020 年 1 月 1 號,中國《定製式醫療器械監督管理規定(試行)》正式實施。

骨科做手術的時候,經常要把一段打印的人工骨頭植入到病人體(ti) 內(nei) ,這就是最常見的定製式醫療器械。

這個(ge) 規定指出,定製式醫療器械可以采取備案製,醫療機構和生產(chan) 企業(ye) 在監督管理部門備案後,就可以臨(lin) 床應用了。

這是我國個(ge) 性化醫療製度化的首次突破。

別小看這個(ge) 突破,一項新技術要想立法通過,是極其困難的。

為(wei) 什麽(me) 定製式醫療器械可以通過呢?

立法對於(yu) 我國個(ge) 性化醫療的發展會(hui) 有什麽(me) 作用?

立法的前提:技術成熟

談到新技術立法,有這麽(me) 一件事。

2017 年,百度 CEO 李彥宏在 AI 大會(hui) 發布了一段自己在無人駕駛模式下進入北京五環的視頻。他的本意是向大家炫一下自己家的新技術有多牛。

但是視頻剛一發布,立刻遭到網友吐槽:

出了交通事故算誰的?是廠家的問題還是車主的問題?

還有,根據我國交規,駕駛員不係安全帶扣 3 分、雙手長時間脫離方向盤扣 6 分,駕駛過程中接打電話扣 2 分。從(cong) 家開到單位,或許第二天李彥宏就該進駕校重新考本了。

網友智慧無邊,雖然有些在明顯調侃,但別說還真有道理。

一項新技術隻有通過立法,才有可能保障和規範發展。

但是立法的背後,是很多問題,比如新技術安全性、有效性、責任認定、道德問題,還有倫(lun) 理問題等等。

那麽(me) 立法首先考量的最重要的問題是什麽(me) 呢?

對,技術問題。技術是基礎。新技術是否真正有效,能否解決(jue) 真實困境,是否安全,還有就是這項技術的適用人群等等。

立法永遠滯後於(yu) 技術,隻有技術衝(chong) 出困境,日臻成熟,並且應用足夠長的時間經過檢驗後,才能為(wei) 立法提供堅實的基礎。

個(ge) 性化醫療同樣如此。

為(wei) 了理解這一點,咱們(men) 首先看一個(ge) 病例。

這個(ge) 病例,來自於(yu) 北京大學第三醫院骨科。

這是一個(ge) 40歲、男性、骨腫瘤病人。

通過他的核磁共振影像,咱們(men) 可以看到,他的胸10到腰2共 5 節椎體(ti) 上都發現了腫瘤侵襲的影子。對於(yu) 這種侵襲性很強的腫瘤,最好的手術方式是整塊椎體(ti) 切除。

這樣可以盡量延長腫瘤複發的時間。手術切除椎體(ti) 之後,還要再植入一段人工假體(ti) ,來保證脊柱的穩定性、保護脊髓。

但是,問題來了。

像這種情況,在過去常常植入一段鈦網,首先,已上市的產(chan) 品中就沒有這麽(me) 長的鈦網,其次即便有,鈦網如此之長,一旦移位,壓迫脊髓,患者就會(hui) 癱瘓。

而且,鈦網是筆直的圓柱狀,與(yu) 脊柱的“S”形的生理曲線也不匹配,必然會(hui) 影響到患者術後的功能。

最後,鈦網裏還需要植骨,哪裏來這麽(me) 多自體(ti) 骨呢?

所以必須為(wei) 他量身定製一段符合他個(ge) 人需要的“人工脊柱”。

但技術上其實很難實現。每個(ge) 人的脊柱大小不同,形狀又複雜,傳(chuan) 統做法是開模加工,首先很難通過傳(chuan) 統工藝打造出形狀符合這個(ge) 病人要求的、複雜形狀的金屬物體(ti) 。

其次,骨科植入物還有個(ge) 特點,除了硬度、強度的要求以外,還必須有良好的骨整合性能,換句話說,這個(ge) 人工假體(ti) ,必須能夠和咱們(men) 人體(ti) 組織成為(wei) “一家人”,整合在一起,否則再堅韌的金屬,也會(hui) 要麽(me) 鬆動,要麽(me) 早晚會(hui) 斷裂。

這些要求綜合下來,耗時費力不說,做出來的東(dong) 西未必能夠成功。

這就是個(ge) 性化醫療麵臨(lin) 的技術難點。

而且,一項技術隻要是涉及到大量人工,尤其是高技術含量的技術群體(ti) ,那麽(me) 它的費用就降不下來。太貴的話,真正能獲益的病人數量也就很少。

你肯定知道,標準化產(chan) 品是“一對多”。

一種藥、一套方案、一種器械對應數萬(wan) 、數百萬(wan) 個(ge) 病人,能大大降低成本。

但是個(ge) 性化醫療是“多對一”。比如個(ge) 性化藥物、基因編輯、個(ge) 性化癌症疫苗還有人工假體(ti) 等等,為(wei) 了幫助一個(ge) 病人,往往需要一個(ge) 龐大的團隊來設計和製造。

這種“多對一”的治療方案,幾乎與(yu) 現行的所有新藥、器械的研發、銷售規則背道而馳。新技術的費用降不下來,沒人用的起,新技術也很難經過廣泛的臨(lin) 床驗證,何談立法通過。

所以,個(ge) 性化醫療要想製度化,首先需要技術突破。

用標準化流程解決個性化問題

那麽(me) 這個(ge) 突破為(wei) 什麽(me) 率先發生在骨科呢?

北京大學第三醫院骨科的蔡宏教授,曾經推動了 3D 打印在醫學領域的深入應用,和相關(guan) 法規建設。

他跟我說,在臨(lin) 床醫學領域,一旦與(yu) 革命性技術相結合,整個(ge) 治療理念都將產(chan) 生顛覆性的變化。骨科率先實現個(ge) 性化醫療的單點突破,首先是由骨組織特點所決(jue) 定;更重要的是 3D 打印技術,用標準化的程序滿足了個(ge) 性化需求,突破了技術屏障。

骨組織功能相對簡單,最主要就是支撐,這讓它成為(wei) 最容易被成功替代的人體(ti) 組織。而 3D 打印技術的逐漸成熟,為(wei) 打印替代骨組織的“人工假體(ti) ”帶來了可能。

3D 打印你一定不陌生。它通過一層一層打印的方式來構造立體(ti) 物體(ti) 。

目前 3D 打印已經應用在生活的各個(ge) 方麵,蛋糕、飛機、房子……都能打印出來。2020 年 5月 5 號,我國的長征 5 號運載火箭上,還搭載了一台 3D 打印機,用於(yu) 中國首次太空打印試驗。

所有的科技最終都將和醫學發生關(guan) 係。

回到剛才這個(ge) 病例。

在經過會(hui) 診後,北京大學第三醫院骨科的劉忠軍(jun) 教授和蔡宏教授,決(jue) 定要為(wei) 病人用 3D 打印技術,打印出一段“人工脊柱”。

具體(ti) 是怎麽(me) 實現的呢?

醫生們(men) 先為(wei) 病人拍攝 CT、核磁共振等影像學資料,根據治療方案設計出患者個(ge) 性化的假體(ti) ,然後把需求發送給 3D 打印公司的工程師和專(zhuan) 家,共同協商,根據臨(lin) 床需要開啟打印。

用到的打印材料也是標準化的金屬顆粒。

我剛才說了,骨科植入物,必須具有一定的堅韌性,還必須保證良好的骨整合性能。

那 3D 打印,怎麽(me) 實現的呢?

3D 打印跟傳(chuan) 統的鍛造、鑄造相比,最大的優(you) 勢是,它是由無數鈦合金金屬微粒,熔融凝結而成的,又牢固又堅韌,可以滿足骨頭的支撐功能。而且它還可以模擬鬆質骨的結構,在假體(ti) 中做出各種微孔。

你可別小瞧這些微孔。

有了微孔,不僅(jin) 滿足了力學需求,而且假體(ti) 和病人的骨頭接觸後,新生的骨組織會(hui) 慢慢地爬入到微孔中,實現你中有我,我中有你,達到完美的整合。

而且 3D 打印的成本大大降低。

標準化的打印流程,讓複雜的生產(chan) 過程由機器完成,大大降低了人力成本,再加上隨著 3D 打印材料成本的降低,解決(jue) 了造價(jia) 昂貴的問題。

定製化帶來的更快的生產(chan) 速度,更貼合的形狀和尺寸,更好的生物相容性和骨整合,又降低了後續治療需求,病人住院和後續治療的費用也大大減少。技術進步帶來的費用降低,讓更多的患者可以承受,給他們(men) 帶來希望。

病例中的病人,接受了一根長達 19 厘米的鈦合金人工脊柱,這在當時是世界上最長的人工椎體(ti) 。

手術 11 個(ge) 月後,他帶著女兒(er) 登上了長城。

隨著技術的突破,適用人群逐步增多,也為(wei) 能夠立法提供了基礎。

2020 年 1 月 1 號,中國《定製式醫療器械監督管理規定(試行)》正式實施。這部法律對於(yu) 我國個(ge) 性化醫療發展具有重大意義(yi) 。

首先,立法可以推動新技術快速發展。

對於(yu) 新藥和新器械,全世界通用做法是首先經過大樣本的臨(lin) 床試驗,充分驗證有效性和安全性之後,才有可能審批上市。

但是個(ge) 性化的器械,都是“唯一”的,很難適用於(yu) 法規批準過的已有產(chan) 品。

再說,罕見病和特殊缺損,本來病人數量就少,也很難湊齊足夠的人數進行臨(lin) 床試驗。

怎麽(me) 辦?

所以,在沒有立法之前,為(wei) 了挽救病人,醫生的做法通常是將合適的病例納入探索性臨(lin) 床研究,或者采取“同情用藥”的方式進行救治。

但是,這些做法都不足以保證一項新技術的快速發展。

而且我國骨科 3D 打印植入物研究水平已經達到世界先進水平,如果沒有法律的保障,這個(ge) 優(you) 勢可能稍縱即逝。

立法為(wei) 新技術快速發展奠定了基礎。

其次,立法可以讓新技術更安全。

你也注意到了,新法規采取備案製,你可能會(hui) 擔心,這種做法,是不是“網開一麵”,會(hui) 不會(hui) 降低標準,導致安全風險?

不會(hui) 。法規規定了嚴(yan) 格的質量管理規範,同時提出了設計開發,質量控製,以及追溯管理等等方麵的要求。在保證個(ge) 性化醫療快速發展的同時,兼顧了安全。

立法目的不是束縛技術創新,更是為(wei) 新技術保駕護航,引導技術進步,規避安全風險。

因為(wei) 技術和法律,終究是要為(wei) 人服務的。

 

 劃重點

1.《定製式醫療器械監督管理規定(試行)》正式實施,是我國個(ge) 性化醫療製度化的首次突破。

2.標準化的3D打印降低了成本,可以滿足更多病人的個(ge) 性化需求。

3.立法為(wei) 個(ge) 性化醫療新技術的發展保駕護航,引導技術進步,規避安全風險。

 

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